一種農(nóng)業(yè)面源污染治理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種農(nóng)業(yè)面源污染治理系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)面源污染治理系統(tǒng)由匯水溝、生態(tài)攔截渠、生態(tài)凈化渠、生態(tài)系統(tǒng)組合凈化支浜依次連接組成，其中匯水溝在水深1～2.2米處坡度為1:20，為水生植物的生長繁殖提供了保障，生態(tài)凈化渠模擬自然界的生態(tài)駁岸和鍋底型塘底，有利于為多樣性生物提供各自適宜的場所，長期保持水體自凈能力。鍋底型塘底深度為2.5～3.5米，有利于多樣性沉水植物的自我演替，長期保持水體的自凈能力。該系統(tǒng)充分發(fā)揮能量循環(huán)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)面源污染的治理，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。
【專利說明】一種農(nóng)業(yè)面源污染治理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及環(huán)境工程中的面源污染治理系統(tǒng)，尤其涉及一種農(nóng)業(yè)面源污染治理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集約化農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)面源污染已成為農(nóng)業(yè)發(fā)展中的突出問題，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中的氮、磷、農(nóng)藥以及畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水等其它污染物、通過地表滲漏造成地下水環(huán)境惡化，不僅影響生產(chǎn)和生活用水，還容易引發(fā)疫病，造成嚴(yán)重的社會危害?，F(xiàn)有的生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)，在一定程度上可以緩解農(nóng)業(yè)面源污染問題，但是在方案應(yīng)用中普遍存在“治標(biāo)不治本”、耗資大、成效小、易反復(fù)惡化等問題，只能暫時凈化水質(zhì)，不能從根本上解決環(huán)境污染。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是治理農(nóng)業(yè)面源污染，降解有機(jī)污染物，去除污水中氮，磷等營養(yǎng)物質(zhì)，消除水體富營養(yǎng)化威脅，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，改善區(qū)域水環(huán)境，實(shí)現(xiàn)水的資源化開發(fā)和利用，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
[0004]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是:一種農(nóng)業(yè)面源污染治理系統(tǒng)，由匯水溝、生態(tài)攔截渠、生態(tài)凈化渠、生態(tài)系統(tǒng)組合凈化支浜依次連接組成，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排水通過匯水溝匯集起來進(jìn)入生態(tài)攔截渠，將氮、磷等物質(zhì)吸附，再經(jīng)過生態(tài)凈化渠，污水得到進(jìn)一步凈化，最后經(jīng)過生態(tài)系統(tǒng)組合凈化支浜后被農(nóng)田回收利用。
[0005]作為本實(shí)用新型的優(yōu)化方案，匯水溝在水深I(lǐng)?2.2米處坡度為1:20，為水生植物
的生長繁殖提供了保障。
[0006]作為本實(shí)用新型的優(yōu)化方案，生態(tài)凈化渠由生態(tài)駁岸和鍋底型塘底組成，符合生態(tài)學(xué)原理，為多樣性生物提供適宜的生存場所。
[0007]作為本實(shí)用新型的優(yōu)化方案，鍋底型塘底深度為2.5?3.5米，有利于多樣性沉水植物的自我演替，長期保持水體的自凈能力。
[0008]本實(shí)用新型具有積極的效果:本實(shí)用新型技術(shù)充分發(fā)揮能量循環(huán)的優(yōu)勢，通過修理、整治建造生態(tài)攔截溝及溝內(nèi)水體循環(huán)，通過水生植物凈化水體，形成水體自然凈化的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。減緩水速、促進(jìn)顆粒物質(zhì)沉淀，對污染物氮磷的削減率達(dá)40%以上，實(shí)現(xiàn)能量的高效循環(huán)，污染物被動植物吸收分解后又重新回到自然，在不破壞生態(tài)系統(tǒng)平衡條件下，從根本上解決了農(nóng)業(yè)面源污染問題，具有良好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0010]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示，本實(shí)用新型是一種農(nóng)業(yè)面源污染治理系統(tǒng)，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的工作機(jī)制作進(jìn)一步說明。對農(nóng)業(yè)面源污染的控制，采用“控源節(jié)流”的方法，源頭控制措施主要有:一是農(nóng)藥、化肥的控制，減少化肥施用量；二是畜禽糞便的控制；三是農(nóng)田的控制。然后在污染物向河道遷移的過程中，進(jìn)行截留和去除，達(dá)到凈化的目的。農(nóng)業(yè)排水通過匯水溝匯集起來進(jìn)入生態(tài)攔截渠，建造匯水溝時將硬質(zhì)駁岸改造成階梯狀，在梯內(nèi)覆蓋少量的土，據(jù)水位高低分別選種浮葉植物、挺水植物，如菱角、營蒲等，也可采用透水花籃覆土栽植。彌補(bǔ)硬質(zhì)駁岸挺水植物、濕生植物生態(tài)缺位，從而凈化水質(zhì)，提高水體透明度，在植物根際區(qū)形成有利于營養(yǎng)鹽輸出的微生物群落，有效分解水中有機(jī)物質(zhì)，不同季節(jié)的植物群落之間以適當(dāng)?shù)拿娣e分隔，自我演替，初期加以人工輔導(dǎo)調(diào)整種群結(jié)構(gòu)演變，抑制個別品種的瘋長，當(dāng)整個生態(tài)系統(tǒng)成熟以后，無需人工干擾即可保持生物多樣性結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。對河道護(hù)坡進(jìn)行施工，在距離路面垂直高度I米處，用大小不同(粒徑范圍選擇在60-100cm)石塊沿著原有駁岸坡度自然堆砌成不同深度的臺階，然后用混凝土澆灌將其固定，使其足夠抵抗豐水期的水力沖刷，大大減少對汛期泄水能力的影響，并充分保證了不同水深條件下動植物的生存環(huán)境；在水深I(lǐng)?2.2米例如2m按照1:20的坡度對現(xiàn)有淤泥進(jìn)行清挖與填土工作，為河底沉水植物的生長繁殖提供了保障，進(jìn)一步穩(wěn)定水體生態(tài)系統(tǒng)。
[0012]污水經(jīng)過匯水溝進(jìn)入生態(tài)攔截渠，生態(tài)攔截渠因水生植物的存在，增強(qiáng)了濕地對水污染的凈化能力。水生植物凈化主要靠植物的吸收、吸附、降解、過濾和化感作用,其水生植物凈化作用包括:
[0013]吸收作用:利用水生植物吸收水體中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，最后通過人工收割植物將一定的氮、磷帶出水體。
[0014]降解作用:水生植物為微生物提供了棲息場所和附著基質(zhì)。水生植物新陳代謝大大加速截留在根系周圍的有機(jī)膠體或懸浮物的分解，通過植株枝條和根系的氣體傳輸和釋放作用，增加水體中的溶解氧。
[0015]吸附與過濾作用:挺水植物根系發(fā)達(dá)，可形成密集的欄截網(wǎng)，不溶性膠體會被根系粘附或吸附而沉降下來，有機(jī)碎屑也被吸附過濾且沉積下來。
[0016]化感作用:水生植物與浮游藻類競爭營養(yǎng)、光照，同時水生植物的根系還能分泌出化學(xué)物質(zhì)，抑制藻類生長。
[0017]生態(tài)攔截渠系統(tǒng)由植物部分和工程部分組成，能減緩水速、促進(jìn)顆粒物質(zhì)的沉淀，對污染物氮磷的削減率達(dá)40%以上。生態(tài)溝渠系統(tǒng)能很好的降解、去除排水中的營養(yǎng)成分，控制農(nóng)田排水徑流的氮磷進(jìn)入河網(wǎng)水體。生態(tài)攔截渠動態(tài)和靜態(tài)氮磷去除率均較高，分別達(dá)35.7%, 41.0%和58.2%, 84.8%。沿生態(tài)攔截渠水流方向種蘆葦、香蒲等能截留匯入的一部分氮磷。設(shè)置多花黑麥草的生態(tài)攔截渠比自然溝渠對氮磷有較強(qiáng)的去除能力。采用溝底種水生植物構(gòu)建的生態(tài)攔截渠，其植物累積氮磷的量明顯高于自然溝渠植物累積量。但渠中的水生植物在生長季節(jié)吸收大量營養(yǎng)物，而冬季又釋放氮素磷素。若不及時收割植物，其植物殘體又重新釋放吸收的養(yǎng)分到水體，造成嚴(yán)重的二次污染。提倡利用經(jīng)濟(jì)型植物取代野生型植物，引導(dǎo)人們定期收割植物，有效防治植物的二次污染。構(gòu)建生態(tài)攔截渠是構(gòu)建緩沖帶的一項主要措施，增加污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)過程，減少污染物質(zhì)向系統(tǒng)外輸出。在保持地形地貌，清潔入湖初雨污染，治理池塘水體水質(zhì)等方面已見成效，全生態(tài)的匯集、滲流系統(tǒng)更可以大幅度降低工程造價和工程難度。這種生態(tài)的攔截作用對于防止面源污染、修復(fù)水體、恢復(fù)水體的生態(tài)具有重要的作用。根據(jù)流水不腐的原理，實(shí)現(xiàn)水體循環(huán)。對整個生態(tài)攔截渠進(jìn)行整修，按設(shè)計計算在渠底及兩側(cè)配比種植具有凈化、經(jīng)濟(jì)和景觀效果的水生植物，合理的進(jìn)行地形改造，形成多級凈化系統(tǒng)，使水流變緩，增強(qiáng)系統(tǒng)攔截吸附能力，同時為微生物和水生生物提供棲息的載體和場所，形成生態(tài)攔截渠。通過對水深的控制，適當(dāng)種植水生植物，既能進(jìn)一步脫氮除磷，凈化水質(zhì)，又能起到護(hù)坡的作用，同時還能夠產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)收益。
[0018]污水經(jīng)生態(tài)攔截渠進(jìn)入生態(tài)凈化塘，人工的生態(tài)系統(tǒng)要能夠抵御環(huán)境災(zāi)變和自然災(zāi)變，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)多種高等水生植物、動物、微生物等物種要能夠進(jìn)行自我演替，從而模擬自然界長期演變的水生態(tài)系統(tǒng)，長期抑制浮游藻類的大量繁殖，確保水體自凈能力。以高等水生植物主導(dǎo)的生物多樣性生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮深度凈化的功能，可長期保持透明度1.5m以上水質(zhì)。生態(tài)凈化塘，模擬自然界長期演變形成的生態(tài)駁岸和鍋底型塘底斷面更符合生態(tài)學(xué)原理，有利于為多樣性生物提供各自最適宜的生存場所。鍋底深度2.5?3.5米左右例如3米有利于多樣性沉水植物的自我演替，長期保持水體自凈能力。60%以上水岸線采用生態(tài)駁岸有利于多樣性挺水植物和濕生植物自我演替，為多品種動物提供棲息地，同時也是水景特色景觀的主體，塘底間隔鑲嵌種植多種沉水植物，水體透明度1.5m以上，修建踏親水臺階、棧橋碼頭、游船親水可清楚見到魚蝦在水下森林中穿行。岸線間隔鑲嵌配置多種挺水植物和濕生植物，形成大的色塊和體量，襯托寬闊的湖面，構(gòu)成具有生態(tài)特色的視覺空間。在生態(tài)塘內(nèi)按功能分區(qū)，種植不同的水生植物和經(jīng)濟(jì)作物，既能起到景觀的作用，又能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。
[0019]最后經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)組合凈化支浜進(jìn)入農(nóng)田進(jìn)行回收利用，在生態(tài)系統(tǒng)組合凈化支浜內(nèi)種植多種水生植物，如兩側(cè)及周邊淺水區(qū)，栽種氮磷吸附能力強(qiáng)的水生植物，如鳶尾、黃菖蒲、野生水芹、黃花水龍、荇菜、黑藻、眼子菜、菹草等，恢復(fù)自然的陸生-濕生生態(tài)系統(tǒng)，使污水得到進(jìn)一步凈化，最后被農(nóng)田回用。
[0020]本系統(tǒng)降解了有機(jī)污染物，去除了污水中氮，磷等營養(yǎng)物質(zhì)，消除了水體富營養(yǎng)化的威脅。通過生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)多物種的自我演替，水中污染物被吸附、吸收、分解氣化、遷移取出、固定沉積，全年保持高效凈化能力。通過人工調(diào)控物種，消化減量，保證污染降解的處理效果，在不破壞生態(tài)系統(tǒng)的平衡下，經(jīng)濟(jì)有效地治理了農(nóng)業(yè)面源微污染問題。
[0021]以上所述的具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種農(nóng)業(yè)面源污染治理系統(tǒng)，其特征在于:所述農(nóng)業(yè)面源污染治理系統(tǒng)由匯水溝、生態(tài)攔截渠、生態(tài)凈化渠、生態(tài)系統(tǒng)組合凈化支浜依次連接而成；所述的生態(tài)攔截渠一端與匯水溝連通，另一端與生態(tài)凈化渠連通；所述的生態(tài)凈化渠一端與生態(tài)攔截渠連通，另一端與生態(tài)系統(tǒng)組合凈化支浜連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)業(yè)面源污染治理系統(tǒng)，其特征在于:所述的匯水溝在水深I(lǐng)?2.2米處坡度為1:20。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種農(nóng)業(yè)面源污染治理系統(tǒng)，其特征在于:所述的生態(tài)凈化渠由生態(tài)駁岸和鍋底型塘底組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種農(nóng)業(yè)面源污染治理系統(tǒng)，其特征在于:所述的鍋底型塘底深度為2.5?3.5米。
【文檔編號】C02F9/14GK203568939SQ201320604168
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】滕昆辰 申請人:南京宏博環(huán)保實(shí)業(yè)有限公司